CN105036799A - 一种具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖及制备方法，其特征是原料按重量比例如下：凹凸棒土55-70份，海泡石粘土15-30份，电气石粉5-10份，硅藻土5-15份和增强降温剂10-20份，纳米级铁基二氧化钛0.2-0.5份。本发明的特点是：工艺先进，产品制造过程不会造成任何污染；所用原料本身无毒、无害、无辐射、无污染；产品吸附能力强，具有调节湿度能力，具有一定的保温和吸音性能，强度满足有关标准，具有杀菌、除臭、防霉、防污自洁等功能，是一种具有环保功能的室内装饰材料。

Description

一种具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖及制备方法

技术领域

本发明属于一种房屋内墙面装饰材料，特别是一种具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖及制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对居住环境要求也越来越高；同时，环境污染不断加剧以及房屋装修材料散发出的甲醛、苯系物等大量超标，严重危害着人们的生存环境。

目前，室内墙面和屋顶广泛使用的装饰材料是乳胶漆和墙纸，作为吸附材料的硅藻土等功能材料正在兴起。凹凸棒土是指以凹凸棒石为主要组分的一种粘土矿物，简称“凹土”，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，具有独特的层链状结构特征。凹土具有超大的比表面积，极强的吸附能力和催化能力，用于室内空气净化具有独特的功效。凹凸棒土本身无毒无害，而且能够吸附有毒有害物质。通过添加辅料及改性，以凹凸棒土为主料的凹凸棒土产品还可以有效的分解、降解室内有毒有害气体。将凹凸棒土基的复合材料用做室内装饰材料，不但清洁、环保，净化空气能力强，而且还具有成本低，易加工制作等优点。

中国专利(CN104628323A)公开了一种用于装饰壁材的凹凸棒土干粉及装饰壁材的制备方法。该方法将一定比例的凹凸棒土、硅藻土、海泡石、水铝英石、丝光沸石、无机灰岩、电气石和二氧化钛直接搅拌混合后得凹凸棒土干粉，将所得干粉加水后搅拌后模压成型，并经过干燥焙烧处理得装饰壁材。通过该方法合成得到的凹凸棒土干粉及其壁材利用了凹凸棒土及其辅料的织构性质和吸附能力，对室内的挥发性有机物(即VOC)有一定的吸附能力。但是，该发明制备方法粗糙，没有考虑到吸附和反应主要发生在材料表面，没有将各种不同的成分在产品中进行合理地分散；该发明也没有考虑到作为装饰壁材应有的机械强度，没有添加增强剂来提高其机械强度；而且，该发明没有公开制备得到的产品的相关性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖及制备方法。产品本身所用材料均无有毒有害物质并不散发有毒有害物质；同时，利用凹土自身的特性，能够吸附有毒有害物质；通过辅料及改性，产品可以有效的分解、降解室内有毒有害气体；利用凹土的吸水和放湿特性，产品可以有效调节室内空气湿度。

本发明提供的一种具有环保功能的凹土基装饰墙面砖，其原料成分比重如下：

所述增强降温剂原料组成及重量百分比例如下：

陶瓷纤维(纤维长度3-5mm)20-50份；

水玻璃15-30份；

硼砂30-60份。

优选方案：陶瓷纤维35份、水玻璃20份、硼砂45份。

本发明还提供了上述具有环保功能的凹土基装饰墙面砖的制备方法：先将重量比例55-70份的凹凸棒土、重量比例15-30份的海泡石粘土、重量比例5-10份的电气石粉、重量比例5-15份的硅藻土和重量比例10-20份的增强降温剂放入搅拌机中进行充分搅拌，然后加入重量比例10-15质量浓度为0.2-1.0％的聚乙烯醇水溶液，继续搅拌呈半干粘稠状，通过挤压机反复挤压后，放入装饰墙面砖模具并用压力机压制成型，在成型品的表面均匀喷涂质量浓度为0.2-1.0％纳米级铁基二氧化钛水溶液，之后空气风干5-10小时，随后利用干燥箱干燥，最后进行焙烧，得到凹凸棒土基内墙砖成品。

其中，干燥温度为120℃，时间为0.5-2小时；

焙烧分阶段进行：250℃，0.5-5小时；350℃,0.5-2小时；450℃，0.5-2小时；585℃，0.5-3小时。

具体阐述本发明中各组分的性能及工艺条件的筛选：

凹凸棒粘土是天然的纳米级吸附材料，比表面积为200-300m²/g，可以有效吸附空气中有毒有害物质；同时，具有良好的吸湿和放湿性能，有利于调节空气湿度。凹凸棒粘土在水中的流变性分散性极好，干燥后收缩小、不产生龟裂，是做饰面墙砖天然的优良材料。

海泡石具有强热稳定性，吸附性能良好，具有一定的隔热保温作用。同时具有吸附作用。

电气石是地球上唯一一种带有永久电极的晶体，是一种硅酸岩矿物。室内空气是一个复杂的"气溶胶"混合体，它是由气体分子、灰尘、水分子以及一些大分子有机化合物构成的。本发明利用电气石大量释放负离子的能力，加速空气气溶胶的凝聚，通过加速空气中苯系物及大分子TVOC与灰尘水分的凝聚与沉降，达到净化室内苯系化合物污染的作用。

硅藻土同样具有很好的吸附能力，同时硅藻土是天然的无机造孔剂，进一步增强产品的吸附性能。

所述的二氧化钛粉末是铁基纳米级二氧化钛粉末，为光触媒材料。在光的照射下，发生光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，具有杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。

考虑到凹土焙烧温度如果高于595℃后，其机构水开始脱失，孔隙开始坍塌，吸附性将大幅降低，所以烧结温度不能超过该温度。然而，装饰墙面砖需要一定的强度而满足国家有关标准，因此添加所述增强降温剂。增强降温剂配方按成分重量比例如下：陶瓷纤维20-50份，纤维长度3-5mm，起增加强度作用；水玻璃15-30份，起粘接作用，当温度达到350-500℃时，水玻璃产生强化，硬化后形成的二氧化硅网状骨架，进一步增加本发明产品强度；硼砂30-60份，由于其自身晶体结构的特点，可使SiO₂本身稳定性下降，从而降低熔融温度，主要起降低焙烧温度作用，同时前述聚乙烯醇对硼砂很敏感，易引起凝胶化，进一步增加产品强度。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

工艺先进，产品制造过程不会造成任何污染；所用原料本身无毒、无害、无辐射、无污染；产品吸附能力强，具有一定的调节湿度能力，具有一定的保温和吸音性能，强度满足有关标准，具有杀菌、除臭、防霉、防污自洁等功能，是一种具有环保功能的室内装饰材料。

具体实施方式

实施例1：

将500目凹凸棒土65公斤；800目海泡石粘土15公斤；1250目的电气石粉5公斤；500目硅藻土5公斤；按配方比例(陶瓷纤维35份、水玻璃20份、硼砂45份)配制好增强降温剂7公斤放入搅拌机中进行干性充分搅拌，然后加入质量浓度为0.2-1.0％聚乙烯醇水溶液10-15公斤继续搅拌呈半干粘稠状，通过挤压机反复挤压后，放入装饰墙面砖模具并用压力机压制成型，在成型品的表面均匀喷涂质量浓度为1.5％纳米级铁基二氧化钛水溶液，之后空气风干5-10小时。随后利用干燥箱烘干，干燥温度为120℃，时间为1小时。最后进行焙烧，焙烧温度与时间控制如下：250℃，1小时；350℃,1小时；450℃，1小时；585℃，0.5小时。

实施例2：

将500目凹凸棒土60公斤；800目海泡石粘土15公斤；1250目的电气石粉5公斤；500目硅藻土10公斤；按配方比例(陶瓷纤维35份、水玻璃20份、硼砂45份)配制好增强降温剂7公斤放入搅拌机中进行干性充分搅拌，然后加入质量浓度为0.2-1.0％聚乙烯醇水溶液10-15公斤继续搅拌呈半干粘稠状，通过挤压机反复挤压后，放入装饰墙面砖模具并用压力机压制成型，在成型品的表面均匀喷涂浓度为质量1.5％纳米级铁基二氧化钛水溶液，之后空气风干5-10小时。随后利用干燥箱烘干，干燥温度为120℃，时间为1小时。最后进行焙烧，焙烧温度与时间控制如下：250℃，1小时；350℃,1小时；450℃，1小时；585℃，0.5小时。

实施例3：

将500目凹凸棒土55公斤；800目海泡石粘土15公斤；1250目的电气石粉5公斤；500目硅藻土15公斤；按配方比例(陶瓷纤维35份、水玻璃20份、硼砂45份)配制好增强降温剂7公斤放入搅拌机中进行干性充分搅拌，然后加入质量浓度为0.2-1.0％聚乙烯醇水溶液10-15公斤继续搅拌呈半干粘稠状，通过挤压机反复挤压后，放入装饰墙面砖模具并用压力机压制成型，在成型品的表面均匀喷涂质量浓度为1.5％纳米级铁基二氧化钛水溶液，之后空气风干5-10小时。随后利用干燥箱烘干，干燥温度为120℃，时间为1小时。最后进行焙烧，焙烧温度与时间控制如下：250℃，1小时；350℃,1小时；450℃，1小时；585℃，0.5小时。

对比例：

将500目凹凸棒土55公斤；800目海泡石粘土15公斤；1250目的电气石粉5公斤；500目硅藻土15公斤，搅拌呈半干粘稠状，通过挤压机反复挤压后，放入装饰墙面砖模具并用压力机压制成型，在成型品的表面均匀喷涂质量浓度为1.5％纳米级铁基二氧化钛水溶液，之后空气风干5-10小时。随后利用干燥箱烘干，干燥温度为120℃，时间为1小时。最后进行焙烧，焙烧温度与时间控制如下：250℃，1小时；350℃,1小时；450℃，1小时；585℃，0.5小时。

对实施例1-3和对比例的墙砖的吸水率、抗折强度、比表面积、平均孔径和孔容按相关标准进行分析，结果见表1。

表1

从表1可以看出，以凹凸棒土为原料，通过添加海泡石粘土、电气石粉和硅藻土得到的主料，再通过降温增强剂和聚乙烯醇的水溶液提高其机械强度，最后在成型后的外表面喷涂二氧化钛，得到的凹凸棒土内墙砖产品具有较大的孔容、孔径和比表面积，表现出强的吸水性能。而且，通过降温增强剂和聚乙烯醇改性的墙砖的机械性能显著提高，这将有利于其在内墙装饰中的应用。

Claims (5)

1.一种具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖，其特征是：原料组成及重量百分比例如下：

2.根据权利要求1所述的具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖，其特征是：所述增强降温剂原料组成及重量百分比例如下：

陶瓷纤维20-50份；

水玻璃15-30份；

硼砂30-60份。

3.根据权利要求1所述的具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖的制备方法，其特征是：

先将重量比例55-70份的凹凸棒土、重量比例15-30份的海泡石粘土、重量比例5-10份的电气石粉、重量比例5-15份的硅藻土和重量比例10-20份的增强降温剂放入搅拌机中进行充分搅拌，然后加入重量比例10-15，质量浓度为0.2-1.0％的聚乙烯醇水溶液，继续搅拌呈半干粘稠状，通过挤压机反复挤压后，放入装饰墙面砖模具并用压力机压制成型，在成型品的表面均匀喷涂质量浓度为0.2-1.0％纳米级铁基二氧化钛水溶液，之后空气风干5-10小时，随后利用干燥箱干燥，最后进行焙烧，得到凹凸棒土基内墙砖成品。

4.根据权利要求3所述的具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖的制备方法，其特征是：干燥温度为120℃，时间为0.5-2小时。

5.根据权利要求3所述的具有环保功能的凹凸棒土基内墙砖的制备方法，其特征是：焙烧分阶段进行：250℃，0.5-5小时；350℃,0.5-2小时；450℃，0.5-2小时；585℃，0.5-3小时。